KEMI Docs · 회로 실무
LDO vs 벅컨버터 — 전원부에서 뭘 쓸까
마지막 갱신: 2026-08-30
전원부 설계의 첫 갈림길은 리니어(LDO)냐 스위칭(벅)이냐입니다. 결론부터 말하면 결정 변수는 두 개뿐입니다 — 입출력 전압차 × 전류가 만드는 발열, 그리고 부하가 노이즈에 얼마나 민감한가. 이 두 가지를 숫자로 놓고 판단하는 방법을 예시와 함께 정리했습니다.
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동작 원리 한 줄씩
LDO(리니어 레귤레이터)는 입력과 출력 사이에 '자동 조절되는 저항'을 두고 남는 전압을 열로 태우는 방식입니다. 회로가 단순하고 출력이 조용합니다. 벅컨버터는 스위치를 수백 kHz~수 MHz로 껐다 켜며 인덕터에 에너지를 실어 나르는 방식으로, 남는 전압을 태우지 않으므로 효율이 85~95%에 이릅니다. 대신 스위칭 노이즈가 생기고 부품 수가 늘어납니다.
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발열 계산 — LDO가 탈락하는 순간
LDO의 손실은 공식 하나로 끝납니다: P = (Vin − Vout) × Iout. 예를 들어 12V 입력에서 3.3V 500mA를 만들면 P = 8.7V × 0.5A = 4.35W. SOT-223 패키지의 열저항(접합-대기)이 대략 60°C/W 수준이니 온도 상승만 260°C — 방열판 없이는 물리적으로 불가능한 설계입니다. 같은 조건에서 5V 입력이라면 P = 1.7V × 0.5A = 0.85W로, 동박을 방열판 삼으면 다룰 수 있는 수준이 됩니다. 즉 전압차가 크고 전류가 크면 LDO는 자동 탈락입니다.
| 조건 | LDO 손실 | 판정 |
|---|---|---|
| 5V → 3.3V, 100mA | 0.17W | LDO로 충분 — SOT-23급도 가능 |
| 5V → 3.3V, 500mA | 0.85W | LDO 가능 — SOT-223+동박 방열 전제 |
| 12V → 3.3V, 500mA | 4.35W | LDO 불가 — 벅 필수 |
| 12V → 5V, 2A | 14W | 논외 — 벅 외 선택지 없음 |
| 3.6V(리튬) → 3.3V, 200mA | 0.06W | LDO 최적 — 저잡음·저비용 |
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노이즈 — 벅이 못 가는 자리
벅의 출력에는 스위칭 주파수 리플과 고조파가 실립니다. 디지털 로직은 대체로 무관하지만 ADC 레퍼런스, RF 전원, 고정밀 아날로그 프론트엔드, 오디오 경로에는 문제가 됩니다. 이런 자리의 정석은 2단 구성입니다 — 벅으로 목표+0.3~0.5V까지 떨어뜨려 효율을 챙기고, 마지막 단을 저잡음 LDO로 정리하는 방식(예: 12V → 벅 → 3.6V → LDO → 3.3V). 전압차가 작아 LDO 발열도 무시할 수준이 됩니다.
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비용·면적·설계 난도
- LDO: IC+커패시터 2개면 끝. 아트웍 자유도 높음. 부품비 수백 원대.
- 벅: IC+인덕터+커패시터+피드백 저항. 인덕터가 크고 비쌈. 스위칭 노드는 짧고 굵게, 피드백 배선은 노이즈원에서 떨어뜨리는 등 아트웍 규칙이 따라붙음.
- 모듈형 벅(인덕터 내장)은 비싸지만 아트웍 리스크를 크게 줄여 소량 제품에 합리적.
- 데이터시트의 권장 아트웍(레이아웃 예시)을 그대로 따르는 것이 벅 설계의 가장 싼 보험.
KEMI의 기본 선택 순서
①전압차×전류로 손실을 계산한다 → 1W 넘으면 벅. ②부하가 아날로그 민감 계열이면 벅+LDO 2단. ③그 외에는 싸고 조용한 LDO. 애매하면 손실 계산부터 — 감이 아니라 와트가 결정합니다.
FAQ
LDO의 '드롭아웃'이 뭔가요?
출력을 유지하는 데 필요한 최소 입출력 전압차입니다. 드롭아웃 0.3V인 LDO로 3.3V를 만들려면 입력이 최소 3.6V는 돼야 합니다. 배터리 방전 곡선 끝단까지 동작해야 하는 설계에서는 드롭아웃이 낮은 제품을 골라야 합니다.
벅 효율은 항상 90%인가요?
아니요 — 부하 전류·입출력비에 따라 곡선을 그립니다. 특히 경부하(수 mA)에서는 효율이 뚝 떨어지는 제품이 많아, 대기전력이 중요한 배터리 기기는 경부하 모드(PFM) 지원 여부를 데이터시트 효율 곡선에서 확인해야 합니다.
부스트·벅부스트는 언제 쓰나요?
입력이 출력보다 낮으면 부스트(3.7V→5V), 입력이 출력을 사이에 두고 오르내리면(리튬 3.0~4.2V→3.3V) 벅부스트입니다. 판단 틀은 벅과 동일 — 효율과 노이즈의 트레이드오프입니다.
스위칭 주파수는 높은 게 좋은가요?
높으면 인덕터·커패시터가 작아져 면적이 줄고, 대신 스위칭 손실이 늘고 EMI 대역이 올라갑니다. 소형화가 급하면 2MHz급, 효율·EMI 여유가 중요하면 400k~1MHz급이 무난한 출발점입니다. AM 라디오 대역(530k~1.7MHz)을 피해 주파수를 고르는 제품 관례도 참고할 만합니다.
함께 보기
이 문서는 KEMI가 실제 설계·발주 업무에서 쓰는 기준을 정리한 것입니다. 실제 제작 시에는 부품 데이터시트와 제조 사양이 우선합니다.